KR102424558B1 - Eco-friendly Heat Exchange Hot Water Heater using Turbo Blower Thermal Energy - Google Patents

Eco-friendly Heat Exchange Hot Water Heater using Turbo Blower Thermal Energy Download PDF

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Abstract

The present invention relates to an eco-friendly heat exchange hot water heater using a thermal energy of a turbo blower, which can easily and quickly generate hot water at a target temperature without installing a boiler or a plurality of ring blowers, and can supply oxygen while heating a fish farming tank. The eco-friendly heat exchange hot water heater using a thermal energy of a turbo blower according to the present invention comprises: a turbo blower supplying gas at high pressure by using a centrifugal force of the gas; a pipe direct-coupled heat exchanger installed between a first discharge pipe and a second air discharge pipe of the turbo blower and having a water supply pipe and a water discharge pipe connected thereto; a heating pipe installed inside a water tank and connected to the water supply pipe and the water discharge pipe to circulate hot water; a diffusion pipe connected to the second air discharge pipe and discharging air into the water tank; and a controller installed in the turbo blower to control operation. In addition, the pipe direct-coupled heat exchanger has an opening and closing door which is installed on one side surface of a heat exchanger housing to be opened and closed, and a heat exchange module which is detachably installed inside the heat exchanger housing through the opening and closing door and is connected to the water supply pipe and the water discharge pipe. Accordingly, it is possible to reduce an energy cost for producing hot water and quickly supply the necessary amount of air to the inside of the water tank.

Description

터보블로워 열에너지를 이용한 친환경 열교환 온수히터{Eco-friendly Heat Exchange Hot Water Heater using Turbo Blower Thermal Energy}Eco-friendly Heat Exchange Hot Water Heater using Turbo Blower Thermal Energy

본 발명은 터보블로워 열에너지를 이용한 친환경 열교환 온수히터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 양어장의 어류 사육을 위한 수온을 일정한 온도로 가온하거나 순환용 온수를 공급하고, 이와 동시에 물고기의 호흡을 위한 산소를 공급하는 터보블로워 열에너지를 이용한 친환경 열교환 온수히터에 관한 것이다.The present invention relates to an eco-friendly heat exchange hot water heater using thermal energy from a turbo blower, and more particularly, it heats the water temperature for raising fish in a fish farm to a constant temperature or supplies hot water for circulation, and at the same time supplies oxygen for breathing of fish It relates to an eco-friendly heat exchange hot water heater using turbo blower thermal energy.

일반적으로 육상양어장에는 물고기의 사육 수온을 일정하게 유지시키기 위해 화석 연료를 사용하는 보일러와 용존산소 유지를 위해 블로워(링 블로워)가 설치되고, 이러한 보일러와 블로워의 동작을 제어하여 어류를 육성 및 생산하게 된다.In general, in land fish farms, a boiler using fossil fuel and a blower (ring blower) are installed to maintain a constant temperature of the breeding water of fish and a blower (ring blower) to maintain dissolved oxygen. will do

그러나 11월에서 3월에 이르는 저수온기(0~10℃)에는 보일러를 가동하여 수온을 유지시키기 위해 소요되는 연료비용 대비 물고기를 생육하여 얻어지는 이윤이 높지 않아 보일러를 가동을 중단하고, 수온을 낮춰 수조 내의 물고기를 동면시키며, 이와 같은 어류 육성 중단에 따른 생산량에 한계와 어업소득 감소로 인해 양식어업 발전이 저해되는 문제가 있다.However, during the low water temperature (0~10℃) from November to March, the profit from growing fish is not high compared to the fuel cost to operate the boiler to maintain the water temperature. There is a problem that hibernates the fish in the fishery, and the development of aquaculture is hindered by the limit of production and reduction of fishery income due to the cessation of such fish breeding.

이 때문에 겨울철에도 저비용으로 온수를 공급하고자 하는 기술이 개발되고 있으며, 이러한 목적의 종래 기술로는 공개특허공보 제2013-0134264호의 링 브로워를 이용한 열풍장치 및 냉각장치(이하 '특허문헌'이라 한다)가 개시되어 있다.For this reason, a technology for supplying hot water at low cost even in winter is being developed, and as a prior art for this purpose, a hot air device and a cooling device using a ring blower of Patent Publication No. 2013-0134264 (hereinafter referred to as 'patent literature') is disclosed.

상기 특허문헌의 링 브로워를 이용한 열풍장치 및 냉각장치는 전원 공급으로 구동하는 전동기 및 상기 전동기에 연동하여 회전하는 임펠러가 구비되어 일측으로 입력된 공기를 타측으로 토출하는 제1 링 브로워와, 일측 단부가 상기 제1 링 브로워의 토출 측에 연결된 제1 배기관과, 상기 제1 배기관에 설치된 삼방 밸브를 기점으로 제1 분기관 및 제2 분기관으로 분기되되 상기 제1 분기관은 시설물에 직접 연결되고 상기 제2 분기관은 제1 링 브로워의 공기 토출량을 조절하는 제1 밸브에 연결되며, 상기 시설물 내의 수온을 하강시키기 위해 물을 순환시키는 냉각 시스템을 포함하여 이루어진다.The hot air device and cooling device using the ring blower of the patent document is provided with an electric motor driven by power supply and an impeller rotating in conjunction with the electric motor, and a first ring blower for discharging air input to one side to the other side, and one end A first exhaust pipe connected to the discharge side of the first ring blower, and a three-way valve installed in the first exhaust pipe as a starting point are branched into a first branch pipe and a second branch pipe, wherein the first branch pipe is directly connected to the facility, and The second branch pipe is connected to a first valve for controlling an air discharge amount of the first ring blower, and includes a cooling system for circulating water to lower the water temperature in the facility.

그러나 상기 특허문헌에 개시된 링 브로워를 이용한 열풍장치 및 냉각장치는 링 브로워에서 토출되는 공기량에 따라 링 브로워에 과부하가 발생할 수 있고, 따라서 목표 온도까지 공기의 온도를 상승시키기 위해서는 복수 개의 링 브로워를 설치하여야 하고, 이 때문에 양어장의 규모에 따라 링 브로워의 설치 대수가 크게 증가되어 설치 공간의 제약이 따르는 문제가 있다.However, in the hot air device and cooling device using the ring blower disclosed in the above patent document, an overload may occur in the ring blower depending on the amount of air discharged from the ring blower. Because of this, the number of ring blowers installed is greatly increased depending on the size of the fish farm, so there is a problem of the limitation of the installation space.

또한, 복수의 링 브로워에서 발생하는 소음으로 인해 연속 운전이 어려운 문제가 있다.In addition, there is a problem in that continuous operation is difficult due to the noise generated by the plurality of ring blowers.

따라서 보일러나 복수의 링 브로워를 설치하지 않고도 목표로 하는 온도의 온수를 생성할 수 있고, 양어수조 가온과 동시에 산소를 공급할 수 있도록 구조 개선된 친환경 열교환 온수히터의 개발이 요구된다.Therefore, it is required to develop an eco-friendly heat exchange hot water heater with an improved structure so that hot water of a target temperature can be generated without installing a boiler or a plurality of ring blowers, and oxygen can be supplied at the same time as heating the fish tank.

KR 10-2013-0134264 A (2013. 12. 10.)KR 10-2013-0134264 A (2013. 12. 10.) KR 20-0246068 Y1 (2001. 08. 30.)KR 20-0246068 Y1 (2001. 08. 30.) KR 10-2292245 B1 (2021. 08. 17.)KR 10-2292245 B1 (2021. 08. 17.) KR 10-2283880 B1 (2021. 07. 26.)KR 10-2283880 B1 (2021. 07. 26.)

본 발명은 상기와 같은 종래의 양어장 산소 및 온수 공급시스템이 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 보일러나 복수의 링 브로워를 설치하지 않고도 목표로 하는 온도의 온수를 쉽고 빠르게 생성할 수 있고, 양어수조 가온과 동시에 산소를 공급할 수 있는 터보블로워 열에너지를 이용한 친환경 열교환 온수히터를 제공하는 것이다.The present invention has been devised to solve the problems of the conventional fish farm oxygen and hot water supply system as described above, and the problem to be solved by the present invention is to provide hot water at a target temperature without installing a boiler or a plurality of ring blowers. It is to provide an eco-friendly heat exchange hot water heater using turbo blower thermal energy that can be easily and quickly produced and can supply oxygen while heating the fish tank.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 터보블로워 열에너지를 이용한 친환경 열교환 온수히터는, 기체의 원심력을 이용하여 기체를 고압으로 공급하는 터보블로워; 상기 터보블로워의 제1, 2공기배출관 사이에 설치되면서 물공급관과 물배출관이 연결되는 배관직결형 열교환기; 수조의 내부에 설치되면서 상기 물공급관과 물배출관에 연결되어 온수가 순환되도록 하는 히팅관; 상기 제2 공기배출관과 연결되면서 상기 수조 내부로 공기를 토출하는 산기관; 및 상기 터보블로워에 설치되어 동작을 제어하는 제어기를 포함하고, 상기 배관직결형 열교환기는, 열교환기 하우징의 일측면에 개폐 가능한 개폐도어가 설치되며, 상기 개폐도어를 통해 상기 열교환기 하우징의 내부에 상기 물공급관과 물배출관과 연결되는 열교환모듈이 탈착 가능하게 설치되는 것을 특징으로 한다.Eco-friendly heat exchange hot water heater using turbo blower thermal energy according to the present invention for solving the above problems, a turbo blower for supplying gas at a high pressure using the centrifugal force of the gas; a pipe direct heat exchanger installed between the first and second air discharge pipes of the turbo blower and connected to a water supply pipe and a water discharge pipe; a heating pipe installed inside the water tank and connected to the water supply pipe and the water discharge pipe to circulate hot water; a diffuser pipe for discharging air into the water tank while being connected to the second air discharge pipe; and a controller installed in the turbo blower to control the operation, wherein the pipe direct-connection type heat exchanger includes an opening/closing door installed on one side of the heat exchanger housing, and inside the heat exchanger housing through the opening/closing door. A heat exchange module connected to the water supply pipe and the water discharge pipe is detachably installed.

그리고 본 발명은 상기 열교환기 하우징의 내부에 복수 개의 상기 열교환모듈이 일렬로 장착되도록 하는 상, 하부 장착슬롯이 설치되는 것을 또 다른 특징으로 한다.The present invention is further characterized in that upper and lower mounting slots for mounting the plurality of heat exchange modules in a line are installed inside the heat exchanger housing.

또한, 본 발명은 상기 열교환모듈이 상기 열교환기 하우징 내부에 일렬로 설치된 다음, 인접하게 설치된 한 쌍의 열교환모듈의 물유입구와 물배출구가 커넥터로 연결되어 복수 개의 열교환모듈의 유로가 서로 연결되도록 구성되는 것을 또 다른 특징으로 한다.In addition, the present invention is configured such that the heat exchange modules are installed in a line inside the heat exchanger housing, and then the water inlet and water outlet of a pair of heat exchange modules installed adjacently are connected to each other by a connector so that the flow paths of the plurality of heat exchange modules are connected to each other. is another feature.

이에 더해 본 발명은 상기 물공급관에 물의 공급 및 차단을 조절하는 제어밸브가 설치되고, 상기 제어기는, 상기 물배출관을 통해 토출되는 물의 온도와 상기 제1 공기배출관을 통해 토출되는 공기의 온도를 실시간으로 감지한 다음, 설정된 물의 온도에 맞추어 상기 터보블로워의 동작에 따른 공기의 유속과 상기 제어밸브의 개도량 조절을 통해 상기 열교환모듈로 유입되는 물의 유량을 자동 조절하는 것을 또 다른 특징으로 한다.In addition, in the present invention, a control valve for regulating the supply and blocking of water is installed in the water supply pipe, and the controller monitors the temperature of the water discharged through the water discharge pipe and the temperature of the air discharged through the first air discharge pipe in real time It is another feature of automatically adjusting the flow rate of water flowing into the heat exchange module by adjusting the air flow rate according to the operation of the turbo blower and the opening degree of the control valve according to the set water temperature.

그리고 본 발명은 상기 물공급관과 상기 물배출관이 상기 히팅관에 연결되는 대신, 소정량의 물이 저장되는 집수탱크와 연결되고, 상기 집수탱크에는, 상기 히팅관(30)과 연결되는 공급관과 회수관이 설치되며, 상기 공급관에는, 상기 히팅관 쪽으로 공급되는 물을 선택적으로 차단하는 보조제어밸브가 설치되고, 상기 제어기는, 상기 집수탱크 내부에 저장된 물의 온도에 따라 상기 보조제어밸브를 통해 상기 히팅관 쪽으로 물의 공급을 차단한 상태에서 목표 온도에 도달할 때까지 상기 배관직결형 열교환기와 상기 집수탱크로만 물이 순환되도록 제어하는 것을 또 다른 특징으로 한다.And in the present invention, the water supply pipe and the water discharge pipe are connected to a collection tank in which a predetermined amount of water is stored, instead of being connected to the heating pipe, and in the collection tank, a supply pipe connected to the heating pipe 30 and a recovery A pipe is installed, and an auxiliary control valve for selectively blocking the water supplied to the heating pipe is installed in the supply pipe, and the controller heats the heating through the auxiliary control valve according to the temperature of the water stored in the water collection tank. Another feature is to control so that water is circulated only to the pipe direct-connected heat exchanger and the water collection tank until the target temperature is reached in a state in which the supply of water to the pipe is cut off.

본 발명에 따르면, 보일러를 통해 물을 가열하지 않고 터보블로워에서 토출되는 공기와 열교환을 통해 온수가 생성되므로 온수를 생산하기 위한 에너지비용을 줄일 수 있고 탄소 발생이 없는 친환경적인 장점이 있다.According to the present invention, since hot water is generated through heat exchange with air discharged from a turbo blower without heating water through a boiler, energy costs for producing hot water can be reduced and there is an eco-friendly advantage of not generating carbon.

또한, 터보블로워의 공기배출관상에 열교환기가 직접 설치되므로 터보블로워에서 발생한 공기의 압력과 유속의 손실이 최소화되며, 이에 의해 수조 내부로 필요한 양의 산소(공기)를 빠르게 공급할 수 있는 장점이 있다.In addition, since the heat exchanger is installed directly on the air exhaust pipe of the turbo blower, the loss of pressure and flow velocity of the air generated in the turbo blower is minimized, and thereby, there is an advantage in that the required amount of oxygen (air) can be quickly supplied to the inside of the water tank.

이에 더해 배관직결형 열교환기의 열교환모듈이 필요에 따라 증감 설치되므로, 현장 상황에 따라 열교환모듈을 증감 설치하는 것으로 목표 온도에 맞는 온수를 쉽게 생산할 수 있는 장점이 있다.In addition, since the heat exchange module of the pipe direct heat exchanger is increased or decreased as needed, there is an advantage in that hot water suitable for the target temperature can be easily produced by increasing or decreasing the heat exchange module according to the field conditions.

그리고 터보블로워에서 발생한 공기의 온도가 배관직결형 열교환기를 통과하는 동안 자연스럽게 냉각되어 양어수조에 공급되므로 별도의 냉각장치를 설치할 필요가 없는 장점이 있다.In addition, since the temperature of the air generated by the turbo blower is naturally cooled while passing through the pipe-direct heat exchanger and supplied to the fish tank, there is an advantage that there is no need to install a separate cooling device.

도 1은 본 발명에 따른 터보블로워 열에너지를 이용한 친환경 열교환 온수히터의 예를 보인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 배관직결형 열교환기의 예를 보인 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 배관직결형 열교환기의 예를 보인 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 열교환모듈의 예를 보인 사시도.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 열교환모듈이 설치되는 예를 보인 도면.
도 7은 본 발명에 따른 터보블로워 열에너지를 이용한 친환경 열교환 온수히터에 집수탱크가 설치되는 예를 보인 도면.1 is a configuration diagram showing an example of an eco-friendly heat exchange hot water heater using turbo blower thermal energy according to the present invention.
2 is a perspective view showing an example of a pipe direct heat exchanger according to the present invention.
3 is a cross-sectional view showing an example of a pipe direct heat exchanger according to the present invention.
4 is a perspective view showing an example of a heat exchange module according to the present invention.
5 and 6 are views showing an example in which a heat exchange module according to the present invention is installed.
7 is a view showing an example in which a water collecting tank is installed in an eco-friendly heat exchange hot water heater using turbo blower thermal energy according to the present invention.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 도시한 첨부도면에 따라 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 보일러나 복수의 링 브로워를 설치하지 않고도 목표로 하는 온도의 온수를 쉽고 빠르게 생성할 수 있고, 양어수조 가온과 동시에 산소를 공급할 수 있는 터보블로워 열에너지를 이용한 친환경 열교환 온수히터를 제공하고자 하는 것으로, 이러한 본 발명은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 터보블로워(10), 배관직결형 열교환기(20), 히팅관(30), 산기관(40) 및 제어기를 포함한다.The present invention is to provide an eco-friendly heat exchange hot water heater using turbo blower thermal energy that can easily and quickly generate hot water at a target temperature without installing a boiler or a plurality of ring blowers, and supply oxygen while heating a fish tank. As shown in FIGS. 1 and 2 , the present invention includes a turbo blower 10 , a pipe direct heat exchanger 20 , a heating tube 30 , an air diffuser 40 and a controller.

터보블로워(10)는 내부에 설치되는 원심형 송풍기를 이용하여 고압으로 공기를 토출하는 장치이다.The turbo blower 10 is a device for discharging air at high pressure using a centrifugal blower installed therein.

이러한 터보블로워(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 소정 크기를 가지는 케이스가 구비되고, 상기 케이스의 내부에 리액터, 인버터, 송풍기 및 상기 방풍밸브가 각각 설치되며, 이때 송풍기의 공기 토출구는 공기배출관과 연결되고, 이를 통해 터보블로워(10)를 통해 발생된 고압의 공기가 공기배출관을 따라 수조(1)의 내부에 설치되는 산기관(40)으로 공급되게 된다.The turbo blower 10 is provided with a case having a predetermined size as shown in FIG. 1 , and a reactor, an inverter, a blower and the wind-off valve are installed inside the case, respectively, in this case, the air outlet of the blower is an air outlet pipe and high-pressure air generated through the turbo blower 10 is supplied to the air diffuser 40 installed inside the water tank 1 along the air discharge pipe.

여기서 공기배출관은 도 1에 도시된 바와 같이 제1 공기배출관(L1)과 제2 공기배출관(L2)으로 구성되고, 이러한 제1, 2 공기배출관(L1, L2) 사이에 후술되는 배관직결형 열교환기(20)가 설치되게 된다.Here, the air discharge pipe is composed of a first air discharge pipe (L1) and a second air discharge pipe (L2) as shown in FIG. 1, and a pipe direct heat exchange to be described later between the first and second air discharge pipes (L1, L2). The device 20 is installed.

배관직결형 열교환기(20)는 제1 공기배출관(L1)과 제2 공기배출관(L2) 사이에 설치되어 제1, 2 공기배출관(L1, L2)을 따라 수조(1)로 공급되는 공기(산소)의 열을 흡수하여 물을 가열하여 온수를 만드는 구성이다.The pipe direct heat exchanger 20 is installed between the first air outlet pipe (L1) and the second air outlet pipe (L2), and the air supplied to the water tank 1 along the first and second air outlet pipes (L1, L2) ( It absorbs heat from oxygen and heats water to make hot water.

이러한 배관직결형 열교환기(20)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 사각 박스 모양으로 형성되어 내부에 공간이 형성되는 소정 크기의 열교환기 하우징(21)과, 상기 열교환기 하우징(21)의 일측면에 구비되어 열교환기 하우징(21)의 내부와 연통되는 소정 크기의 제1 관연결구(22)와, 상기 제1 관연결구(22)와 반대되는 상기 열교환기 하우징(21)의 타측면에 구비되어 열교환기 하우징(21)의 내부와 연통되는 소정 크기의 제2 관연결구(23)와, 상기 제1, 2 관연결구(22, 23) 사이의 상기 열교환기 하우징(21)의 측면에 형성되면서 내부의 공간과 연통되도록 개폐되는 소정 크기의 개폐도어(24) 및 상기 개폐도어(24)를 통해 상기 열교환기 하우징(21)의 내부에 탈착 가능하게 설치되는 열교환모듈(27)을 포함한다.The pipe direct heat exchanger 20 is formed in a rectangular box shape as shown in FIGS. 2 and 3 and includes a heat exchanger housing 21 of a predetermined size having a space therein, and the heat exchanger housing 21 . A first pipe connector 22 of a predetermined size provided on one side of the heat exchanger housing 21 and communicating with the inside of the heat exchanger housing 21, and the other side of the heat exchanger housing 21 opposite to the first pipe connector 22 a second pipe connector 23 of a predetermined size provided in the heat exchanger housing 21 and communicating with the inside of the heat exchanger housing 21, and on the side surface of the heat exchanger housing 21 between the first and second pipe connectors 22 and 23 It includes an opening/closing door 24 of a predetermined size that opens and closes to communicate with the internal space while being formed, and a heat exchange module 27 that is detachably installed inside the heat exchanger housing 21 through the opening/closing door 24. .

이때 열교환모듈(27)에는 도 4에 도시된 바와 같이 일측면에 소정 간격을 두고 물유입구(27A)와 물배출구(27B)가 구비되고, 상기 물유입구(27A)와 물배출구(27B)를 연결하도록 사행상의 유로가 형성되며, 상기 물유입구(27A)와 물배출구(27B)는 개폐도어(24)에 구비되는 물공급관 연결부(24A)와 물배출관 연결부(24B)에 별도의 플렉시블 호스(도시하지 않음) 등을 이용하여 연결된다.At this time, the heat exchange module 27 is provided with a water inlet 27A and a water outlet 27B at a predetermined interval on one side as shown in FIG. 4 , and the water inlet 27A and the water outlet 27B are connected. A meandering flow path is formed so that the water inlet (27A) and the water outlet (27B) have a separate flexible hose (not shown) at the water supply pipe connection part 24A and the water discharge pipe connection part 24B provided in the opening/closing door 24. not), and so on.

또한, 열교환기 하우징(21)의 내부에는 열교환모듈(27)이 복수 개 설치된 다음, 유로가 하나로 연결되도록 하여 물이 열교환되는 시간을 증가시키고, 이를 통해 터보블로워(10)의 동작 조건이 동일한 상태에서도 1회 순환하여 얻어지는 물의 온도를 다르게 조절할 수 있도록 구성되는데, 이를 위해 열효관기 하우징(21)의 내측 상부에는 소정 간격을 두고 열교환모듈(27)의 두께에 대응되는 소정 폭의 슬롯이 형성되는 상부 장착슬롯(25)과, 상기 열교환기 하우징(21)의 내측 하부에 상기 상부 장착슬롯(25)과 대칭이 되도록 설치되는 하부 장착슬롯(26)이 더 구비될 수 있다.In addition, a plurality of heat exchange modules 27 are installed inside the heat exchanger housing 21 , and then the flow passages are connected to one another to increase the time during which water is exchanged for heat, so that the operating conditions of the turbo blower 10 are the same. It is also configured to be able to adjust the temperature of the water obtained by one cycle in a different way. To this end, a slot of a predetermined width corresponding to the thickness of the heat exchange module 27 is formed at a predetermined interval on the inner upper portion of the heat effector housing 21 . A mounting slot 25 and a lower mounting slot 26 installed in an inner lower portion of the heat exchanger housing 21 to be symmetrical with the upper mounting slot 25 may be further provided.

이러한 상, 하부 장착슬롯(25, 26)을 통해 열교환기 하우징(21)의 내부에 열교환모듈(27)을 슬라이딩 삽입하거나 인출하여 필요한 개수의 열교환모듈(27) 설치하여 쉽게 고정시킬 수 있게 된다.By slidingly inserting or withdrawing the heat exchange module 27 into the heat exchanger housing 21 through the upper and lower mounting slots 25 and 26, a required number of heat exchange modules 27 can be installed and easily fixed.

또한, 1개 이상 복수 개의 열교환모듈(27)이 열교환기 하우징(21) 내부에 설치되는 경우에는, 열교환모듈(27)의 물유입구(27A)와 물배출구(27B)가 물공급관 연결부(24A)와 물배출관 연결부(24B)에 플렉시블 호스를 통해 각각 연결되는 대신, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 인접하는 한 쌍의 열교환모듈(27) 중에서 일측 열교환모듈(27)의 물배출구(27B)와 타측 열교환모듈(27)의 물유입구(27A)가 소정 길이를 가지는 커넥터(C)를 통해 연결되고, 이를 통해 복수 개의 열교환모듈(27)이 하나로 연결된 단일 유로를 형성하도록 설치되게 된다.In addition, when one or more heat exchange modules 27 are installed inside the heat exchanger housing 21, the water inlet 27A and the water outlet 27B of the heat exchange module 27 are connected to the water supply pipe connection part 24A. And instead of being connected to each other through a flexible hose to the water discharge pipe connection part 24B, as shown in Figs. The water inlet 27A of the other side heat exchange module 27 is connected through a connector C having a predetermined length, and through this, a plurality of heat exchange modules 27 are installed to form a connected single flow path.

이때 커넥터(C)는 물유입구(27A)와 물배출구(27B)에 원터치 방식으로 호스의 결합 및 분리가 가능한 구조로 이루어져 커넥터(C)의 분리 결합이 쉽도록 구성될 수 있다.At this time, the connector (C) has a structure in which the hose can be coupled to and separated from the water inlet (27A) and the water outlet (27B) in a one-touch manner, so that the connector (C) can be easily separated and coupled.

한편, 위에서는 상, 하부 장착슬롯(25, 26)이 열교환모듈(27)의 두께에 대응되는 폭의 슬롯이 복수 개 형성되는 것으로만 설명되고 도시되었으나, 이에 더해 각각의 슬롯의 양면에 탄성판(도시하지 않음)이 설치되어 열교환모듈(27)이 각각의 슬롯에 슬라이딩 장착되는 것에 의해 자연스럽게 탄성판에 의해 열교환모듈(27)의 양면이 가압되도록 구성될 수 있고, 이에 의해 열교환모듈(27)이 열교환기 하우징(21) 내부에 삽입되어 흔들리지 않도록 쉽게 고정되게 된다.Meanwhile, in the above, the upper and lower mounting slots 25 and 26 have been described and illustrated only as having a plurality of slots having a width corresponding to the thickness of the heat exchange module 27, but in addition, elastic plates on both sides of each slot (not shown) may be installed so that both sides of the heat exchange module 27 are naturally pressed by an elastic plate by sliding the heat exchange module 27 in each slot, and thereby the heat exchange module 27 It is inserted into the heat exchanger housing 21 and is easily fixed so as not to be shaken.

상기와 같은 배관직결형 열교환기(20)를 통해 터보블로워(10)에서 발생한 고압의 공기가 제1, 2 관연결구(22, 23)를 따라 수조(1) 내측의 산기관(40)으로 공급되는 과정에서 자연스럽게 물과 열교환되어 공기의 온도가 낮아지게 되고, 그 결과 산기관(40)으로 공기가 공급되기 전에 공기를 냉각시키기 위한 냉각장치를 따로 설치할 필요가 없게 된다.The high-pressure air generated in the turbo blower 10 is supplied to the air diffuser 40 inside the water tank 1 along the first and second pipe connections 22 and 23 through the pipe direct heat exchanger 20 as described above. In the process, heat exchange with water naturally lowers the temperature of the air, and as a result, there is no need to separately install a cooling device for cooling the air before the air is supplied to the air diffuser 40 .

또한, 온수의 목표온도에 맞추어 열교환모듈(27)을 증감하여 설치되므로, 목표 온도에 맞추기 위한 터보블로워(10)의 운전 부하를 줄일 수 있게 된다.In addition, since the heat exchange module 27 is installed to increase or decrease according to the target temperature of the hot water, it is possible to reduce the operating load of the turbo blower 10 to meet the target temperature.

히팅관(30)은 수조(1)의 내부에 설치되어 배관직결형 열교환기(20)를 통해 열교환된 물(온수)이 순환되도록 하여 수조(1) 내부의 수온을 유지시키기 위한 구성이다.The heating tube 30 is installed inside the water tank 1 to circulate heat-exchanged water (hot water) through the pipe direct heat exchanger 20 to maintain the water temperature inside the water tank 1 .

이러한 히팅관(30)의 일측에는 물을 순환시키기 위한 펌프(도시하지 않음)가 설치될 수 있다.A pump (not shown) for circulating water may be installed on one side of the heating tube 30 .

그리고 히팅관(30)의 일단은 개폐도어(24)의 물공급관 연결부(24A)와 연결되는 물공급관(L3)에 연결되고, 히팅관(30)의 타단은 물배출관 연결부(24B)와 연결되는 물배출관(L4)에 연결되며, 이러한 히팅관(30)은 수조(1)의 모양에 따라 링 모양 또는 사각 모양으로 순환 유로가 형성되게 된다.And one end of the heating pipe 30 is connected to the water supply pipe L3 connected to the water supply pipe connection part 24A of the opening/closing door 24, and the other end of the heating pipe 30 is connected to the water discharge pipe connection part 24B. It is connected to the water discharge pipe (L4), and this heating pipe 30 is to form a circulation flow path in a ring shape or a square shape depending on the shape of the water tank (1).

이때 물공급관(L3)에는 제어밸브(V1)가 설치되고, 이러한 제어밸브(V1)는 후술되는 제어기의 제어에 의해 자동으로 개폐 동작되며, 물배출관(L4)에는 배출되는 물의 온도를 측정하는 온도센서(도시하지 않음)가 설치되고, 상기 온도센서에서 감지된 온도값은 제어기로 전달되도록 구성될 수 있다.At this time, a control valve V1 is installed in the water supply pipe L3, and the control valve V1 is automatically opened and closed under the control of a controller to be described later, and the temperature of the water discharged to the water discharge pipe L4 is measured. A sensor (not shown) may be installed, and the temperature value sensed by the temperature sensor may be configured to be transmitted to the controller.

상기와 같은 구성을 통해 배관직결형 열교환기(20)와 히팅관(30)을 연결하는 유로를 따라 물이 순환되면서 수조(1)의 수온이 유지되게 된다.Through the above configuration, the water temperature of the water tank 1 is maintained while water is circulated along the flow path connecting the pipe direct heat exchanger 20 and the heating tube 30 .

산기관(40)은 제2 공기배출관(L2)과 연결되면서 수조(1) 내부로 공기를 토출하는 구성으로, 이러한 산기관(40)에는 소정 간격을 두고 복수 개의 구멍(도면부호 없음)이 형성되고, 이러한 구멍을 통해 고압의 공기가 미세 기포를 형성하면서 수중으로 토출되게 된다.The diffuser 40 is configured to discharge air into the water tank 1 while being connected to the second air discharge pipe L2, and a plurality of holes (no reference numerals) are formed in the diffuser 40 at predetermined intervals. and high-pressure air is discharged into the water while forming microbubbles through these holes.

제어기는 터보블로워(10)에 설치되어 터보블로워(10)의 동작을 제어하는 구성이다.The controller is installed in the turbo blower 10 and is configured to control the operation of the turbo blower 10 .

이러한 제어기는 물배출관(L4)을 통해 열교환되어 배출되는 물의 온도에 따라 터보블로워(10)를 통해 토출되는 공기의 유속과 유량을 제어하고, 이를 통해 수조(1) 내부의 히팅관(30) 쪽으로 공급되는 온수의 온도가 일정하게 유지되도록 하여 수조(1)의 수온이 유지되게 된다.This controller controls the flow rate and flow rate of air discharged through the turbo blower 10 according to the temperature of the water discharged through heat exchange through the water discharge pipe L4, and through this, toward the heating pipe 30 inside the water tank 1 The water temperature of the water tank 1 is maintained so that the temperature of the supplied hot water is kept constant.

이때 제어기는 물공급관(L3)에 설치되는 제어밸브(V1)의 개도량과 펌프의 동작을 제어하여 배관직결형 열교환기(20)를 통과하는 물의 유속을 조절하고, 이를 통해 배관직결형 열교환기(20)의 내부에 체류하는 시간을 조절하여 물배출관(L4)을 통해 토출되는 물의 온도를 조절하게 된다.At this time, the controller controls the opening amount of the control valve V1 installed in the water supply pipe L3 and the operation of the pump to regulate the flow rate of water passing through the pipe direct heat exchanger 20, and through this, the pipe direct heat exchanger The temperature of the water discharged through the water discharge pipe (L4) is controlled by adjusting the residence time in the interior (20).

이를 위해 제어기는 물배출관(L4)을 통해 토출되는 물의 온도와, 제1 공기배출관(L1)을 통해 토출되는 공기의 온도를 실시간으로 감지한 다음, 설정된 물의 온도에 맞추어 터보블로워(10)의 동작에 따른 공기의 유속과 제어밸브(V1)의 개도량 조절을 통해 열교환모듈(27)로 유입되는 물의 유량을 조절하게 된다.To this end, the controller senses the temperature of the water discharged through the water discharge pipe (L4) and the temperature of the air discharged through the first air discharge pipe (L1) in real time, and then operates the turbo blower (10) according to the set temperature of water. The flow rate of water flowing into the heat exchange module 27 is controlled by adjusting the air flow rate and the opening degree of the control valve V1.

즉, 제어기는 터보블로워(10)의 동작을 제어하여 토출되는 공기의 유속과 유량을 조절하고, 제어밸브(V1)의 개도량과 펌프의 동작을 제어하여 배관직결형 열교환기(20)를 통과하는 물의 유속과 유량을 조절하는 것으로, 목표 온도에 맞는 온수와 적정량의 산소가 공급되도록 제어하게 된다.That is, the controller controls the operation of the turbo blower 10 to control the flow rate and flow rate of the discharged air, and controls the opening degree of the control valve V1 and the operation of the pump to pass through the pipe direct heat exchanger 20 . By controlling the flow rate and flow rate of water, it is controlled so that hot water and an appropriate amount of oxygen are supplied according to the target temperature.

한편, 위에서는 배관직결형 열교환기(20)와 히팅관(30)이 물공급관(L3)과 물배출관(L4)을 통해 직접 연결되어 물이 순환되도록 구성되는 것으로만 도시되고 설명되었으나, 이와 달리 도 7에 도시된 바와 같이 배관직결형 열교환기(20)와 히팅관(30) 사이에 집수탱크(50)가 설치되고, 물공급관(L3)과 물배출관(L4)은 집수탱크(50)의 탱크본체(51) 일측에 연결되어 집수탱크(50) 내부의 물이 순환되도록 구성되며, 탱크본체(51)의 타측에 히팅관(30)과 연결되는 공급관(52)과 회수관(53)이 설치되어 집수탱크(50) 내부의 물이 히팅관(30) 쪽으로도 순환되도록 구성된다.On the other hand, in the above, the pipe direct heat exchanger 20 and the heating pipe 30 are directly connected through the water supply pipe (L3) and the water discharge pipe (L4) to be illustrated and described only as configured so that water is circulated, but otherwise As shown in FIG. 7 , a water collection tank 50 is installed between the pipe direct heat exchanger 20 and the heating tube 30 , and the water supply pipe L3 and the water discharge pipe L4 are connected to the water collection tank 50 . It is connected to one side of the tank body 51 and is configured to circulate water inside the water collection tank 50, and a supply pipe 52 and a recovery pipe 53 connected to the heating pipe 30 on the other side of the tank body 51 are provided. It is installed so that the water inside the water collection tank 50 is circulated toward the heating pipe 30 as well.

그리고 공급관(52)에는 보조제어밸브(V2)가 설치되고, 물공급관(L3)과 공급관(52) 상에는 펌프(도시하지 않음)가 각각 설치된다.In addition, the auxiliary control valve V2 is installed in the supply pipe 52 , and a pump (not shown) is installed on the water supply pipe L3 and the supply pipe 52 , respectively.

상기와 같은 구성을 통해 초기 구동시 집수탱크(50) 내부에 저장된 물의 온도에 따라 보조제어밸브(V2)를 통해 히팅관(30) 쪽으로 물의 공급이 차단되고, 이 상태에서 목표 온도에 도달할 때까지 배관직결형 열교환기(20)와 집수탱크(50)로만 물이 순환되도록 제어되며, 목표온도에 도달되면 보조제어밸브(V2)를 개방하여 집수탱크(50)에 저장된 물이 히팅관(30) 쪽으로 순환되도록 제어될 수 있다.Through the above configuration, the supply of water to the heating tube 30 is blocked through the auxiliary control valve V2 according to the temperature of the water stored inside the water collection tank 50 during initial operation through the above configuration, and in this state, when the target temperature is reached The water is controlled to circulate only through the pipe direct heat exchanger 20 and the water collecting tank 50 until the target temperature is reached, and the auxiliary control valve V2 is opened so that the water stored in the water collecting tank 50 is transferred to the heating pipe 30 ) can be controlled to circulate toward the

이상 설명한 바와 같이 본 발명은 보일러를 통해 물을 가열하지 않고 터보블로워에서 토출되는 공기와 열교환을 통해 온수가 생성되므로 온수를 생산하기 위한 비용을 줄일 수 있고 탄소 발생이 없는 친환경적이며, 터보블로워의 공기배출관상에 열교환기가 직접 설치되므로 터보블로워에서 발생한 공기의 압력과 유속의 손실이 최소화되고, 배관직결형 열교환기의 열교환모듈이 필요에 따라 증감 설치되므로, 현장 상황에 따라 열교환모듈을 증감 설치하는 것으로 목표 온도에 맞는 온수를 쉽게 생산할 수 있게 된다.As described above, in the present invention, hot water is generated through heat exchange with air discharged from the turbo blower without heating water through the boiler, so it is possible to reduce the cost for producing hot water and is environmentally friendly without carbon generation. Since the heat exchanger is installed directly on the exhaust pipe, the loss of air pressure and flow rate generated by the turbo blower is minimized. It is possible to easily produce hot water suitable for the target temperature.

위에서는 설명의 편의를 위해 바람직한 실시예를 도시한 도면과 도면에 나타난 구성에 도면부호와 명칭을 부여하여 설명하였으나, 이는 본 발명에 따른 하나의 실시예로서 도면상에 나타난 형상과 부여된 명칭에 국한되어 그 권리범위가 해석되어서는 안 될 것이며, 발명의 설명으로부터 예측 가능한 다양한 형상으로의 변경과 동일한 작용을 하는 구성으로의 단순 치환은 통상의 기술자가 용이하게 실시하기 위해 변경 가능한 범위 내에 있음은 지극히 자명하다고 볼 것이다.In the above description, for convenience of description, reference numerals and names were given to the drawings showing preferred embodiments and the components shown in the drawings, but this is an embodiment according to the present invention. It should not be construed as being limited, and simple substitution into a configuration having the same function as a change in various predictable shapes from the description of the invention is within the range that can be changed for easy implementation by those skilled in the art. It will be seen as extremely self-explanatory.

1: 수조 10: 터보블로워
20: 배관직결형 열교환기 21: 열교환기 하우징
22: 제1 관연결구 23: 제2 관연결구
24: 개폐도어 24A: 물공급관 연결부
24B: 물배출관 연결부 25: 상부 장착슬롯
26: 하부 장착슬롯 27: 열교환모듈
27A: 물유입구 27B: 물배출구
27C: 커넥터 30: 히팅관
40: 산기관 50: 집수탱크
51: 탱크본체 52: 공급관
53: 회수관 L1: 제1 공기배출관
L2: 제2 공기배출관 L3: 물공급관
L4: 물배출관 V1: 제어밸브
V2: 보조제어밸브1: Tank 10: Turbo blower
20: pipe direct heat exchanger 21: heat exchanger housing
22: first pipe connector 23: second pipe connector
24: opening/closing door 24A: water supply pipe connection part
24B: water discharge pipe connection part 25: upper mounting slot
26: lower mounting slot 27: heat exchange module
27A: water inlet 27B: water outlet
27C: connector 30: heating tube
40: diffuser 50: water collection tank
51: tank body 52: supply pipe
53: return pipe L1: first air discharge pipe
L2: Second air discharge pipe L3: Water supply pipe
L4: water discharge pipe V1: control valve
V2: auxiliary control valve

Claims (5)

기체의 원심력을 이용하여 기체를 고압으로 공급하는 터보블로워(10);
상기 터보블로워(10)의 제1, 2공기배출관(L1, L2) 사이에 설치되면서 물공급관(L3)과 물배출관(L4)이 연결되는 배관직결형 열교환기(20);
수조(1)의 내부에 설치되면서 상기 물공급관(L3)과 물배출관(L4)에 연결되어 온수가 순환되도록 하는 히팅관(30);
상기 제2 공기배출관(L2)과 연결되면서 상기 수조(1) 내부로 공기를 토출하는 산기관(40); 및
상기 터보블로워(10)에 설치되어 동작을 제어하는 제어기;
를 포함하고,
상기 배관직결형 열교환기(20)는,
열교환기 하우징(21)의 일측면에 개폐 가능한 개폐도어(24)가 설치되며, 상기 개폐도어(24)를 통해 상기 열교환기 하우징(21)의 내부에 상기 물공급관(L3)과 물배출관(L4)과 연결되는 열교환모듈(27)이 탈착 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 터보블로워 열에너지를 이용한 친환경 열교환 온수히터.
a turbo blower 10 for supplying gas at a high pressure using the centrifugal force of the gas;
a pipe direct heat exchanger 20 to which a water supply pipe L3 and a water discharge pipe L4 are connected while being installed between the first and second air discharge pipes L1 and L2 of the turbo blower 10;
a heating pipe 30 installed in the water tank 1 and connected to the water supply pipe L3 and the water discharge pipe L4 to circulate hot water;
a diffuser pipe 40 for discharging air into the water tank 1 while being connected to the second air discharge pipe L2; and
a controller installed in the turbo blower 10 to control the operation;
including,
The pipe direct heat exchanger (20),
An opening/closing door 24 is installed on one side of the heat exchanger housing 21, and the water supply pipe L3 and the water discharge pipe L4 are installed inside the heat exchanger housing 21 through the opening/closing door 24. ), an eco-friendly heat exchange hot water heater using turbo blower thermal energy, characterized in that the heat exchange module 27 connected to it is detachably installed.
 청구항 1에 있어서,
상기 열교환기 하우징(21)의 내부에는,
복수 개의 상기 열교환모듈(27)이 일렬로 장착되도록 하는 상, 하부 장착슬롯(25, 26)이 설치되는 것을 특징으로 하는 터보블로워 열에너지를 이용한 친환경 열교환 온수히터.
The method according to claim 1,
Inside the heat exchanger housing 21,
Eco-friendly heat exchange hot water heater using turbo blower thermal energy, characterized in that upper and lower mounting slots (25, 26) for mounting the plurality of heat exchange modules (27) in a line are installed.
 청구항 2에 있어서,
상기 열교환모듈(27)은,
상기 열교환기 하우징(21) 내부에 일렬로 설치된 다음, 인접하게 설치된 한 쌍의 열교환모듈(27)의 물유입구(27A)와 물배출구(27B)가 커넥터(27C)로 연결되어 복수 개의 열교환모듈(27)의 유로가 서로 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 터보블로워 열에너지를 이용한 친환경 열교환 온수히터.
3. The method according to claim 2,
The heat exchange module 27,
A plurality of heat exchange modules ( 27) eco-friendly heat exchange hot water heater using turbo blower thermal energy, characterized in that it is configured to be connected to each other.
 청구항 1에 있어서,
상기 물공급관(L3)에는,
물의 공급 및 차단을 조절하는 제어밸브(V1)가 설치되고,
상기 제어기는,
상기 물배출관(L4)을 통해 토출되는 물의 온도와, 상기 제1 공기배출관(L1)을 통해 토출되는 공기의 온도를 실시간으로 감지한 다음, 설정된 물의 온도에 맞추어 상기 터보블로워(10)의 동작에 따른 공기의 유속과 상기 제어밸브(V1)의 개도량 조절을 통해 상기 열교환모듈(27)로 유입되는 물의 유량을 자동 조절하는 것을 특징으로 하는 터보블로워 열에너지를 이용한 친환경 열교환 온수히터.
The method according to claim 1,
In the water supply pipe (L3),
A control valve (V1) that controls the supply and cut-off of water is installed,
The controller is
The temperature of the water discharged through the water discharge pipe (L4) and the temperature of the air discharged through the first air discharge pipe (L1) are sensed in real time, and then, according to the set water temperature, the operation of the turbo blower (10) Eco-friendly heat exchange hot water heater using turbo blower thermal energy, characterized in that it automatically adjusts the flow rate of water flowing into the heat exchange module (27) by adjusting the flow rate of the air and the opening degree of the control valve (V1).
 청구항 1에 있어서,
상기 물공급관(L3)과 상기 물배출관(L4)이 상기 히팅관(30)에 연결되는 대신, 소정량의 물이 저장되는 집수탱크(50)와 연결되고,
상기 집수탱크(50)에는,
상기 히팅관(30)과 연결되는 공급관(52)과 회수관(53)이 설치되며,
상기 공급관(52)에는,
상기 히팅관(30) 쪽으로 공급되는 물을 선택적으로 차단하는 보조제어밸브(V2)가 설치되고,
상기 제어기는,
상기 집수탱크(50) 내부에 저장된 물의 온도에 따라 상기 보조제어밸브(V2)를 통해 상기 히팅관(30) 쪽으로 물의 공급을 차단한 상태에서 목표 온도에 도달할 때까지 상기 배관직결형 열교환기(20)와 상기 집수탱크(50)로만 물이 순환되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 터보블로워 열에너지를 이용한 친환경 열교환 온수히터.The method according to claim 1,
Instead of connecting the water supply pipe (L3) and the water discharge pipe (L4) to the heating pipe (30), they are connected to a water collecting tank (50) in which a predetermined amount of water is stored,
In the water collection tank 50,
A supply pipe 52 and a recovery pipe 53 connected to the heating pipe 30 are installed,
In the supply pipe 52,
An auxiliary control valve (V2) for selectively blocking the water supplied to the heating pipe (30) is installed,
The controller is
According to the temperature of the water stored in the water collection tank 50, the pipe direct heat exchanger ( 20) and the water collection tank 50, an eco-friendly heat exchange hot water heater using thermal energy, characterized in that the control is controlled so that water is circulated.
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